(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗装用鋼材表面に塗装前処理および塗装を施すことなく、直径が０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下で、かつ、面積率が１％以上３０％以下である透水孔と所定の耐久性を有した樹脂シートをＪＩＳ Ｚ ０２３７（粘着テープ・粘着シート試験法）に記載の１８０°剥離試験に準じた方法による評価で、剥離力が５．０Ｎ／２０ｍｍ以上である密着力で密着させ試験片とし、次いで、この試験片を腐食環境に供して耐食性を評価することを特徴とする塗装用鋼材の耐食性評価方法。
【請求項２】
前記透水孔と所定の耐久性を有した樹脂シートの材質は、アクリル系またはテトラフルオロエチレン系であることを特徴とする請求項１に記載の塗装用鋼材の耐食性評価方法。
【請求項３】
塗装用鋼材表面に塗装前処理および塗装を施すことなく、直径が０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下で、かつ、面積率が１％以上３０％以下である透水孔と所定の耐久性を有した樹脂シートをＪＩＳ Ｚ ０２３７（粘着テープ・粘着シート試験法）に記載の１８０°剥離試験に準じた方法による評価で、剥離力が５．０Ｎ／２０ｍｍ以上である密着力で密着させ試験片とし、次いで、この試験片を腐食環境に供した後あるいは供しながら応力を付与し、耐腐食疲労性を評価することを特徴とする塗装用鋼材の耐腐食疲労性評価方法。
【請求項４】
前記透水孔と所定の耐久性を有した樹脂シートの材質は、アクリル系またはテトラフルオロエチレン系であることを特徴とする請求項３に記載の塗装用鋼材の耐腐食疲労性評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗装用鋼材の耐食性評価方法および耐腐食疲労性評価方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境問題の観点から自動車の低燃費化が求められており、その解決法の一つとして車体重量の軽量化が進められている。この軽量化を実現する方法として、例えば自動車の足回り部品である懸架ばね等のばね部品にも高強度化による小型化が求められている。この懸架ばねは、通常外部の環境に直接曝される箇所に配置されており、またばね鋼はＪＩＳ  Ｇ  ４８０１をみても明らかなように低合金鋼であるであるため耐食性が低い。したがって、通常懸架ばねは、腐食及び腐食に伴う水素による腐食疲労に対する対策として耐食性を付与するために、表面に塗装を施した状態で使用される。
【０００３】
しかし、自動車が走行する際には、回転する車輪によって跳ね上げられた小石や砂利が塗装された懸架ばねに衝突し、その衝撃によって塗装が局部的に損傷して鋼が露出し（いわゆるチッピングによる塗装剥離）、そこから腐食が進行し、腐食疲労を引き起こすことが懸念される。また、特に積雪の多い地域では、冬期に路面の凍結防止のために塩化カルシウムなどの融雪剤が散布される。しかし、近年の環境問題（例えば、塩による森林破壊）や財政問題から塩の散布量削減を目的に、塩に砕石を混ぜて散布するように変化してきており、これが懸架ばねに対してより厳しい腐食環境を作り出している。
【０００４】
上述したように、懸架ばねは厳しい腐食環境下で使用されるため、懸架ばねには、全面的な腐食が生じるだけでなく、チッピングにより表面の塗装が剥離した部分に孔食状の腐食（腐食ピット）が進行する。この腐食ピットの底に応力が集中して亀裂が発生し、この亀裂がさらに進展し終には懸架ばねの折損に至ったり、腐食により発生した水素が、この腐食ピットの底に濃化し、応力が集中することと水素脆化により亀裂が発生し、この亀裂がさらに進展し終には懸架ばねの折損（腐食疲労）に至ったりする可能性がある。また、近年は、懸架ばねに関しても高応力設計が可能なように非常に高い強度（硬度）レベルのものが使用されるようになった。このため、切欠感受性が増大し、腐食疲労の問題が懸念されるようになってきた。これらの要求に応えるために、引張強度が１８００Ｎ／ｍｍ２以上で、かつ耐水素脆性に優れた高強度ばね鋼が開発され、この高強度ばね鋼について耐腐食疲労性（耐水素脆性）を評価する方法が開示されている（例えば、特許文献１、２、３参照）。
【０００５】
また、自動車用塗装鋼材の腐食は、チッピングにより生じた塗膜欠陥部を通じてＣｌ−イオンなどの腐食因子が鋼材に到達し、腐食が進行する。このような塗膜欠陥部を模す方法として、鋼材上の塗膜に対して単一刃切り込み工具を用いて、直角の格子パターン状の切り込みを付与する方法（クロスカット法）が開示されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００６】
また、めっき鋼板上に塗装を施した鋼板の耐食性評価のために、塗膜に対してカッターナイフでクロスカットを施す方法（クロスカット法）が開示されている（例えば、非特許文献２参照）。
【０００７】
また、自動車用鋼材上に電着塗膜を施し、この電着塗膜の耐チッピング性を評価するために、チッピングにより損傷した電着塗膜の状態を模す方法として、ダイヤモンド粒を電着塗膜に衝突させる方法（ダイヤモンドショット法）が開示されている（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−１９１７６４号公報
【特許文献２】特開２００８−２６６７８２号公報
【特許文献３】特開２００７−１００２０９号公報
【特許文献４】特開平９−３１００３２号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】ＪＩＳ  Ｋ  ５６００−５−６ 塗装一般試験方法  第５部：塗膜の機械的性質  第６節：付着性（クロスカット）
【非特許文献２】ＣＡＭＰ−ＩＳＩＪ（１９８７）  Ｓ１１６０，４４２鋼板の塗膜ふくれに及ぼすクロスカット条件の影響
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１〜４および非特許文献１、２に開示された技術には、以下のような問題点が存在する。
【００１１】
すなわち、特許文献１〜３に記載の高強度ばね鋼についての耐水素脆性、耐腐食疲労性を評価する方法は、裸状態（塗装のなされていない状態）での評価であるため、実使用条件下（塗膜残存部と塗膜欠陥部を有した状態）で評価を行なっているとは言い難い。何故ならば、実使用条件下では塗膜残存部で還元反応が起こり、かつ塗膜欠陥部で酸化反応が起こる。この塗膜欠陥部では、腐食ピットの生成が促進される。しかし、裸状態（塗装のなされていない状態）では、このような腐食メカニズムは生じないため、腐食疲労メカニズムが異なる可能性がある。
【００１２】
また、非特許文献１、２および特許文献４に開示されたような技術は、鋼材上の塗膜に対してクロスカット法やダイヤモンドショット法で塗膜欠陥部を付与するため、試験片を作成するにあたって裸の鋼材に塗装前処理及び塗装を行なわなければならないといった煩雑さがあるばかりでなく、どうしても鋼材自体に傷を与えてしまう。その結果、この傷の先端で元素濃化が生じ、ｐＨ低下や酸化反応の集中を助長させ、腐食ピットの生成が過剰に促進されてしまう。したがって、これもまた実使用条件下とは異なった腐食現象を再現してしまうという問題点があった。特に耐腐食疲労性を評価する際は、応力と水素を伴うために、キズの先端で応力が集中してしまい、水素の濃化が生じて、キズにて割れが発生することがあり、正しい評価ができない。
【００１３】
本発明の目的は、実使用条件下の塗膜欠陥部等に起因して生ずる腐食現象を精度良く簡便に再現して、耐食性または耐腐食疲労性の評価を行なうことが可能な塗装用鋼材の耐食性評価方法または耐腐食疲労性評価方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の発明は、塗装用鋼材表面に塗装前処理および塗装を施すことなく、直径が０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下で、かつ、面積率が１％以上３０％以下である透水孔と所定の耐久性を有した樹脂シートをＪＩＳ Ｚ ０２３７（粘着テープ・粘着シート試験法）に記載の１８０°剥離試験に準じた方法による評価で、剥離力が５．０Ｎ／２０ｍｍ以上である密着力で密着させ試験片とし、次いで、この試験片を腐食環境に供して耐食性を評価することを特徴とする塗装用鋼材の耐食性評価方法である。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記透水孔と所定の耐久性を有した樹脂シートの材質は、アクリル系またはテトラフルオロエチレン系であることを特徴とする。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、塗装用鋼材表面に塗装前処理および塗装を施すことなく、直径が０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下で、かつ、面積率が１％以上３０％以下である透水孔と所定の耐久性を有した樹脂シートをＪＩＳ Ｚ ０２３７（粘着テープ・粘着シート試験法）に記載の１８０°剥離試験に準じた方法による評価で、剥離力が５．０Ｎ／２０ｍｍ以上である密着力で密着させ試験片とし、次いで、この試験片を腐食環境に供した後あるいは供しながら応力を付与し、耐腐食疲労性を評価することを特徴とする塗装用鋼材の耐腐食疲労性評価方法である。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記透水孔と所定の耐久性を有した樹脂シートの材質は、アクリル系またはテトラフルオロエチレン系であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の請求項１に係る塗装用鋼材の耐食性評価方法は、塗装用鋼材表面に塗装前処理および塗装を施すことなく、直径が０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下で、かつ、面積率が１％以上３０％以下である透水孔と所定の耐久性を有した樹脂シートをＪＩＳ Ｚ ０２３７（粘着テープ・粘着シート試験法）に記載の１８０°剥離試験に準じた方法による評価で、剥離力が５．０Ｎ／２０ｍｍ以上である密着力で密着させ試験片とし、次いで、この試験片を腐食環境に供して耐食性を評価することを特徴とするため、塗装用鋼材表面に実使用条件と相関性の高い擬似塗膜欠陥部を有した遮蔽物を簡便に設けることができるばかりか、実使用条件下の塗膜欠陥部等に起因して生ずる腐食現象を精度良く簡便に再現して、耐食性の評価を行なうことが可能となる。
【００１９】
また、本発明の請求項３に係る塗装用鋼材の耐腐食疲労性評価方法は、塗装用鋼材表面に塗装前処理および塗装を施すことなく、直径が０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下で、かつ、面積率が１％以上３０％以下である透水孔と所定の耐久性を有した樹脂シートをＪＩＳ Ｚ ０２３７（粘着テープ・粘着シート試験法）に記載の１８０°剥離試験に準じた方法による評価で、剥離力が５．０Ｎ／２０ｍｍ以上である密着力で密着させ試験片とし、次いで、この試験片を腐食環境に供した後あるいは供しながら応力を付与し、耐腐食疲労性を評価することを特徴とするため、塗装用鋼材表面に実使用条件と相関性の高い擬似塗膜欠陥部を有した遮蔽物を簡便に設けることができるばかりか、実使用条件下の塗膜欠陥部等に起因して生ずる腐食現象を精度良く再現して、耐腐食疲労性の評価を行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る塗装用鋼材の耐食性評価方法または耐腐食疲労性評価方法を行なう場合の試験片の構成を説明するための模式断面図である。
【図２】図１に示す試験片を用いて耐食性の評価としての耐孔食性評価を行った場合の腐食発生メカニズムを説明するための模式断面図である。
【図３】図１に示す試験片を用いて耐腐食疲労性の評価を行った場合の腐食疲労発生メカニズムを説明するための模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について、詳細に説明する。
【００２２】
本発明に係る塗装用鋼材の耐食性評価方法または耐腐食疲労性評価方法は、塗装用鋼材表面に塗装前処理および塗装を施すことなく、直径が０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下で、かつ、面積率が１％以上３０％以下である透水孔と所定の耐久性を有した樹脂シートをＪＩＳ Ｚ ０２３７（粘着テープ・粘着シート試験法）に記載の１８０°剥離試験に準じた方法による評価で、剥離力が５．０Ｎ／２０ｍｍ以上である密着力で密着させ試験片とし、次いで、この試験片を腐食環境に供して耐食性を評価すること、または、この試験片を腐食環境に供した後あるいは供しながら応力を付与し、耐腐食疲労性を評価することを特徴とする。
【００２３】
以上のような構成であるため、本発明は、塗装用鋼材表面に実使用条件と相関性の高い擬似塗膜欠陥部を有した遮蔽物を簡便に設けることができるばかりか、実使用条件下の塗膜欠陥部等に起因して生ずる腐食現象を精度良く簡便に再現して、耐食性または耐腐食疲労性の評価を行なうことが可能となる。
【００２４】
（実施形態１）
以下に、本発明に係る塗装用鋼材の耐食性評価方法の構成に至った理由について説明する。
【００２５】
塗装用鋼材の耐食性評価を行なうための試験片を作成するにあたって、裸の塗装用鋼材に塗装前処理及び塗装を行なった後に、塗装用鋼材上の塗膜に対してクロスカット法やダイヤモンドショット法で塗膜欠陥部を付与すると、どうしても鋼材自体に傷を与えてしまうことが判明した。そこで、本発明者達は、如何にしたら裸の塗装用鋼材に実際に塗装前処理及び塗装を行なうことなく、実使用条件下の塗膜欠陥部等に起因して生ずる腐食現象を精度良く簡便に再現して、耐食性の評価を行なうことが可能となるのか鋭意研究を行った。
【００２６】
もし、裸の塗装用鋼材上に塗膜を形成してから後に、塗膜欠陥部を付与するのが問題であるならば、最初から塗膜も形成せず、したがって、その後に塗膜欠陥部を付与することもしない新たな技術思想を導入すればよいのではないかという着想に至った。
【００２７】
この新たな技術思想を具現化する方法として、実使用条件で発生する塗膜欠陥部に相当するような所定の透水孔を所定の耐久性を有した樹脂シートに予め設けておき、この所定の透水孔と所定の耐久性を有した樹脂シートを塗装用鋼材に所定の密着力で密着させ試験片とし、次いで、この試験片を腐食環境に供して耐食性を評価すればよいことを見出した。
【００２８】
以下、具体的に図面を参照しながら、本発明に係る塗装用鋼材の耐食性評価方法について説明する。図１は本発明に係る塗装用鋼材の耐食性評価方法または後記耐腐食疲労性評価方法を行なう場合の試験片の構成を説明するための模式断面図である。図２は図１に示す試験片を用いて耐食性の評価としての耐孔食性評価を行った場合の腐食発生メカニズムを説明するための模式断面図である。
【００２９】
図１において、１は耐食性の評価対象または後記耐腐食疲労性の評価対象としての塗装用鋼材、２は塗装用鋼材１の表面に塗装前処理および塗装を施すことなく所定の密着力で密着させた遮蔽物としての所定の透水孔２ａ（所定の直径Ｄで、所定の面積率を備えている）と所定の耐久性を有した厚さｔの樹脂シートである。この塗装用鋼材１と樹脂シート２から試験片が構成されている。
【００３０】
この試験片を例えばＪＡＳＯ  Ｍ  ６０９−９１で規格された腐食サイクル（ＪＡＳＯ−ＣＣＴ）の腐食環境に供し、所定期間経過後の腐食の状態（腐食の発生や成長）を観察すると、直径Ｄの透水孔２ａに対応して深さＬ１の腐食ピット３、深さＬ２の腐食ピット４、深さＬ３の腐食ピット５が発生しているのが分かる（図２参照）。
【００３１】
図２に示すような腐食ピット３、４、５が生ずる腐食メカニズムを以下に説明する。透水孔２ａ（塗膜欠陥部に相当）直下の塗装用鋼材１の表面から腐食が始まり、腐食生成物が生ずる。しかし、透水孔２ａを除く樹脂シート２の部分（塗膜残存部に相当）により、腐食生成物の移動や拡散が制限され、透水孔２ａ直下の塗装用鋼材１の表面で酸化反応（金属が金属イオンになる反応）が集中的に起こり、透水孔２ａを除く樹脂シート２の部分で還元反応（水素イオンの発生や酸素の還元反応）が広範囲に起こる。このように、酸化反応領域と還元反応領域の分離が生じやすくなり、還元反応領域では、酸素の還元により水酸化物イオンが形成されｐＨが上昇し、一方酸化反応領域では、溶出金属イオンの加水分解により水素イオンが発生し、かつＣｌ−イオン濃縮によるｐＨ低下が起こる。このＣｌ−イオン濃縮によるｐＨ低下により、酸化反応の集中が助長され腐食ピット３、４、５の形成が進行する。
【００３２】
上記試験片を用いて、耐孔食性の評価を行なった場合には、実使用条件下の塗膜欠陥部等に起因して生ずる腐食現象を精度良く簡便に再現して（すなわち、上述した従来技術のように、塗装用鋼材表面に傷を与えてしまうようなこともないため、傷の先端から腐食ピットの生成が過剰に促進されてしまう現象も起こらない）、耐食性の評価（耐孔食性の評価）を行なうことが可能となる。このように、腐食現象を精度良く再現できるため、材料開発の効率化および材料選択の精度向上が期待できる。
【００３３】
本発明に係る試験片を構成する塗装用鋼材１の材質としては、例えばＪＩＳ  Ｇ  ４８０１に規定されているようなばね鋼（ＳＵＰ６、ＳＵＰ７、ＳＵＰ９、ＳＵＰ１０、ＳＵＰ１２、ＳＵＰ１３等）を用いる。これらの熱間圧延材を脱スケールし、所定の線径および形状に冷間引き抜きした後、条件を選択して炉加熱により調質してもよいし、高周波誘導加熱、通電加熱等の急速加熱により調質（オーステナイト化焼入れ、焼戻し）してもよい。塗装用鋼材１の材質としては、上記ばね鋼に限定されるものではなく、例えば足回り部品やめっき鋼板等に用いられる塗装用鋼材等、広く鋼材を用いることが可能である。
【００３４】
また、本発明に係る試験片を構成する上記遮蔽物としての樹脂シート２の材質は、塗装用鋼材１との密着性に優れ（所定の密着力が確保され）、かつ耐孔食性評価試験における腐食試験中の温度変化や水分、塩分や薬品により劣化（変質、溶解、破損等）しない材質（例えば、アクリル系またはテトラフルオロエチレン系）であればよい。何故ならば、腐食試験中に樹脂シート２の劣化や密着性低下が生じると、透水孔２ａ以外から水分、塩分や薬品が浸透し、不必要な腐食が生じてしまう虞（すなわち、実使用条件下で発生する腐食現象を精度良く再現できなくなる虞）があるためである。したがって、上記遮蔽物として、布や紙は不適当である。また、上記遮蔽物として、樹脂系であれば上記所定の耐久性を満足できるものではない。例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等の樹脂主鎖分子中に炭素二重結合を有する構造の樹脂種は、温度や紫外線等により劣化しやすい。したがって、腐食試験中に劣化部分から塗装用鋼材１に水分等が浸入する虞があるため、上記所定の耐久性を満足する樹脂シート２としては、やはり不適当である。また、上記腐食現象を精度良く再現するためには、塗装用鋼材１と樹脂シート２との間に所定の密着力が確保されている必要がある。この所定の密着力は、ＪＩＳ  Ｚ  ０２３７（粘着テープ・粘着シート試験法）に記載の１８０°剥離試験に準じた方法で評価することが可能であり、この方法により剥離力が５．０Ｎ／２０ｍｍ以上であるものが好ましい。しかし、所定の密着力は、この方法だけが評価可能であるわけでなく、その他の方法を採用することも可能である。
【００３５】
また、本発明に係る試験片を構成する上記遮蔽物としての樹脂シート２の透水孔２ａの直径Ｄを０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下にすることにより、塗装用鋼材表面に実使用条件と相関性の高い擬似塗膜欠陥部を有した遮蔽物（樹脂シート２）を設けた状態で、実使用条件下の塗膜欠陥部等に起因して生ずる腐食現象を精度良く簡便に再現できる。透水孔２ａの直径Ｄは、小さければ小さいほど酸化反応の集中が生じるため、腐食ピットの形成を加速させることができる点では好ましい。ただし、透水孔２ａの直径Ｄが０．１ｍｍ未満であると、樹脂シート２への透水孔２ａの加工が困難である。また、透水孔２ａの直径Ｄが０．１ｍｍ未満であると、塗装用鋼材１の腐食により生成した錆やその他予期せぬ付着物により透水孔２ａが塞がれてしまい、腐食反応が進行しなくなる虞がある。したがって、これらの点を勘案すると、透水孔２ａの直径Ｄは０．１５ｍｍ以上とするのが好ましい。一方、透水孔２ａの直径Ｄが２．０ｍｍを超えて大きくなり過ぎると酸化反応の集中が生じなくなるため、腐食形態が全面腐食となり、実使用条件下の塗膜欠陥部等に起因して生ずる腐食現象を精度良く再現できなくなる虞がある。以上、透水孔２ａとして断面が円形状の場合について説明したが、必ずしも断面が円形状の場合に限定されるものではない。
【００３６】
また、本発明に係る試験片を構成する上記遮蔽物としての樹脂シート２に設けられる透水孔２ａの面積率は、透水孔２ａ直下の塗装用鋼材１の表面から酸化反応を集中させ、局部腐食を生じさせるように所定の面積率を設定する必要がある。そのためには、あまりに多くの透水孔２ａで酸化反応が発生しないように、樹脂シート２を通過する水分を制限する必要がある（すなわち、樹脂シート２に設けられる透水孔２ａの面積率が大きくなり過ぎないようにする必要がある）。具体的には、５０ｍｍ×５０ｍｍの大きさの樹脂シート２の任意の領域に透水孔２ａの面積率が１％以上３０％以下にすることにより、効果的に上記酸化反応を集中させることができる。また、透水孔２ａの面積率が１％未満の場合、何らかの外乱により、透水孔２ａが塞がれてしまう虞があるため好ましくない。樹脂シート２の厚さｔは、腐食試験中の何らかの外乱による樹脂シート２の破損防止、および作業性（樹脂シート２への透水孔２ａの加工や塗装用鋼材１と透水孔２ａを有した樹脂シート２との密着のしやすさ）の観点から０．０５〜２．０ｍｍとするのが好ましい。
【００３７】
本実施形態においては、試験片を例えばＪＡＳＯ  Ｍ  ６０９−９１で規格された腐食サイクル（ＪＡＳＯ−ＣＣＴ）の腐食環境に供し、所定期間経過後の腐食の状態（腐食の発生や成長、いわゆる孔食性）を観察する例について説明したが必ずしもこれに限定されるものではなく、自動車鋼板の外観腐食試験として規格化された例えば米国自動車技術会の規格ＳＡＥ  Ｊ２３３４等の腐食サイクルを用いることもできる。このような規格に基づいて、複合サイクル試験機を使用し、温度、湿度、噴霧する塩分濃度を適宜調整すれば良い。また、耐食性を評価する方法は、上記腐食環境に供し、所定期間経過後の腐食の状態（腐食の発生や成長）を観察すればよく、必ずしも特定なものに限定されるものではない。
【実施例１】
【００３８】
上述した図１に示すような構成の試験片を用いて、耐孔食性評価試験を実施した。塗装用鋼材１としては、懸架ばね用鋼として代表的なＳＵＰ７を用いた。このＳＵＰ７をφ１３．５ｍｍに熱間圧延し、φ１２．５ｍｍに冷間引き抜きし、ついで焼入れ加熱温度を９３０℃にし、加熱後７０℃に油焼入れし、４００℃にて１時間焼戻した後に機械加工にて長さ１００ｍｍに切り出し、さらに表面をエメリー紙＃８００まで研磨して塗装用鋼材１のベースとした。
【００３９】
このようにして用意した塗装用鋼材１に対して表１に示すような透水孔２ａの直径Ｄ、面積率を有した樹脂シート２（材質は、アクリル系またはテトラフルオロエチレン系の２種類）を所定の密着力で貼付し試験片（試験Ｎｏ．１〜１０）とした。
【００４０】
これらの試験片（試験Ｎｏ．１〜１０）をＪＡＳＯ  Ｍ  ６０９−９１で規格された腐食サイクル（ＪＡＳＯ−ＣＣＴ）に２８日間供した後、表面に生成した錆を除去し、腐食状態（孔食アスペクト比、透水孔２ａ以外での腐食）の調査を行なった。上記孔食アスペクト比については、腐食部分の最大深さＬ／透水孔２ａの直径Ｄで評価し、０．３以上のものを○、０．５以上のものを◎として評価した。上記透水孔２ａ以外での腐食については、透水孔２ａの内周から擬似塗膜残存部に相当する樹脂シート２側への腐食（これを「透水孔２ａ以外への腐食」と称す）が、０．５ｍｍ以下のものを○として評価した。
【００４１】
その結果、試験Ｎｏ．１〜１０のいずれとも、腐食試験後の孔食アスペクト比が０．３以上で、透水孔２ａ以外への腐食が０．５ｍｍ以下の軽微な腐食であった。このように、塗装用鋼材に実際に塗装前処理及び塗装を行なうことなく、塗装用鋼材表面に実使用条件と相関性の高い擬似塗膜欠陥部を有した遮蔽物を簡便に設けることができ、かつ実使用条件下の塗膜欠陥部等に起因して生ずる腐食現象を精度良く簡便に再現して、耐食性の評価（耐孔食性の評価）を行なうことが可能であることが判明した。
【００４２】
【表１】
0005400695.tif 000002
【００４３】
（実施形態２）
以下に、本発明に係る塗装用鋼材の耐腐食疲労性評価方法の構成に至った理由について説明する。
【００４４】
塗装用鋼材の耐腐食疲労性評価を行なうための試験片を作成するにあたって、裸の塗装用鋼材に塗装前処理及び塗装を行なった後に、塗装用鋼材上の塗膜に対してクロスカット法やダイヤモンドショット法で塗膜欠陥部を付与すると、どうしても鋼材自体に傷を与えてしまうことが判明した。そこで、本発明者達は、如何にしたら裸の塗装用鋼材に実際に塗装前処理及び塗装を行なうことなく、塗装用鋼材表面に実使用条件と相関性の高い擬似塗膜欠陥部を有した遮蔽物を簡便に設けることができ、かつ実使用条件下の塗膜欠陥部等に起因して生ずる腐食現象を精度良く再現して、耐腐食疲労性の評価を行なうことが可能となるのか鋭意研究を行った。
【００４５】
もし、裸の塗装用鋼材上に塗膜を形成してから後に、塗膜欠陥部を付与するのが問題であるならば、最初から塗膜も形成せず、したがって、その後に塗膜欠陥部を付与することもしない新たな技術思想を導入すればよいのではないかという着想に至った。
【００４６】
この新たな技術思想を具現化する方法として、実使用条件で発生する塗膜欠陥部に相当するような所定の透水孔を所定の耐久性を有した樹脂シートに予め設けておき、この所定の透水孔と所定の耐久性を有した樹脂シートを塗装用鋼材に所定の密着力で密着させ試験片とし、次いで、この試験片を腐食環境に供に供した後あるいは供しながら応力を付与し、耐腐食疲労性を評価すればよいことを見出した。
【００４７】
以下、具体的に図面を参照しながら、本発明に係る塗装用鋼材の耐腐食疲労性評価方法について説明する。図３は図１に示す試験片を用いて耐腐食疲労性の評価を行った場合の腐食疲労発生メカニズムを説明するための模式断面図である。なお、本実施形態において、上述した実施形態１と異なる点は、基本的に図３に示す点にあるため、この点を中心に説明し、実施形態１と同一構成の説明に関しては、同一符号を付与し、適宜説明を省略する。
【００４８】
この試験片を例えばＪＡＳＯ  Ｍ  ６０９−９１で規格された腐食サイクル（ＪＡＳＯ−ＣＣＴ）の腐食環境に供し、保持する。腐食環境に保持しながらあるいは所定時間保持した後、この試験片に所定の応力を付与（この試験片を所定の引張応力で保持あるいは前記試験片に引張応力を徐々に増加させながら付与）すると、前記試験片がある時間または応力にて破断するため、破断時間、破断応力または歪み量にて評価すればよい。なお、透水孔が多い場合は、破断後の試験片と透水孔との対応が困難であるが、透水孔を破断位置との対応が付くぐらい少数にすると、直径Ｄの透水孔２ａに対応して深さＬ１の腐食ピット３、深さＬ２の腐食ピット４、深さＬ３の腐食ピット５が発生し、腐食ピットが形成している部分から破断しているのが分かる（図３参照）。
【００４９】
上記腐食ピット３、４、５が生ずる腐食メカニズムは、実施形態１における説明に同じである。
【００５０】
上記試験片を用いて、耐腐食疲労性の評価を行なった場合には、実使用条件下の塗膜欠陥部等に起因して生ずる腐食現象を精度良く再現して応力集中や水素の濃化を再現できるため（すなわち、上述した従来技術のように、塗装用鋼材表面に傷を与えてしまうようなこともないため、傷の先端から腐食ピットの生成が過剰に促進し、キズに応力集中や水素の濃化が生じる現象も起こらない）、耐腐食疲労性の評価を行なうことが可能となる。このように、腐食現象を精度良く再現した上で腐食疲労を評価できるため、材料開発の効率化および材料選択の精度向上が期待できる。
【００５１】
本発明に係る試験片を構成する塗装用鋼材１の材質としては、例えばＪＩＳ  Ｇ  ４８０１に規定されているようなばね鋼（ＳＵＰ６、ＳＵＰ７、ＳＵＰ９、ＳＵＰ１０、ＳＵＰ１２、ＳＵＰ１３等）を用いる。これらの熱間圧延材を脱スケールし、所定の線径および形状に冷間引き抜きした後、条件を選択して炉加熱により調質してもよいし、高周波誘導加熱、通電加熱等の急速加熱により調質（オーステナイト化焼入れ、焼戻し）してもよい。塗装用鋼材１の材質としては、上記ばね鋼に限定されるものではなく、例えば足回り部品やめっき鋼板等に用いられる塗装用鋼材等、広く鋼材を用いることが可能である。
【００５２】
また、本発明に係る試験片を構成する上記遮蔽物としての樹脂シート２の材質は、塗装用鋼材１との密着性に優れ（所定の密着力が確保され）、かつ耐腐食疲労性評価試験における腐食試験中の温度変化や水分、塩分や薬品により劣化（変質、溶解、破損等）しない材質（例えば、アクリル系またはテトラフルオロエチレン系）であればよい。何故ならば、腐食試験中に樹脂シート２の劣化や密着性低下が生じると、透水孔２ａ以外から水分、塩分や薬品が浸透し、不必要な腐食が生じてしまう虞（すなわち、実使用条件下で発生する腐食現象を精度良く再現できなくなる虞）があるためである。したがって、上記遮蔽物として、布や紙は不適当である。さらには、応力による鋼材の伸びに追従する必要があるため、延性のないセラミックスは不適当である。また、上記遮蔽物として、樹脂系であれば上記所定の耐久性を満足できるものではない。例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等の樹脂主鎖分子中に炭素二重結合を有する構造の樹脂種は、温度や紫外線等により劣化しやすい。したがって、腐食試験中に劣化部分から塗装用鋼材１に水分等が浸入する虞があるため、上記所定の耐久性を満足する樹脂シート２としては、やはり不適当である。また、上記腐食現象を精度良く再現するためには、塗装用鋼材１と樹脂シート２との間に所定の密着力が確保されている必要がある。この所定の密着力は、ＪＩＳ  Ｚ０２３７（粘着テープ・粘着シート試験法）に記載の１８０°剥離試験に準じた方法で評価することが可能であり、この方法により剥離力が５．０Ｎ／２０ｍｍ以上であるものが好ましい。しかし、所定の密着力は、この方法だけが評価可能であるわけでなく、その他の方法を採用することも可能である。
【００５３】
また、本発明に係る試験片を構成する上記遮蔽物としての樹脂シート２の透水孔２ａの直径Ｄを０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下にすることにより、塗装用鋼材表面に実使用条件と相関性の高い擬似塗膜欠陥部を有した遮蔽物（樹脂シート２）を設けた状態で、実使用条件下の塗膜欠陥部等に起因して生ずる腐食現象を精度良く再現できる。透水孔２ａの直径Ｄは、小さければ小さいほど酸化反応の集中が生じるため、腐食ピットの形成を加速させることができる点では好ましい。ただし、透水孔２ａの直径Ｄが０．１ｍｍ未満であると、樹脂シート２への透水孔２ａの加工が困難である。また、透水孔２ａの直径Ｄが０．１ｍｍ未満であると、塗装用鋼材１の腐食により生成した錆やその他予期せぬ付着物により透水孔２ａが塞がれてしまい、腐食反応が進行しなくなる虞がある。したがって、これらの点を勘案すると、透水孔２ａの直径Ｄは０．１５ｍｍ以上とするのが好ましい。  一方、透水孔２ａの直径Ｄが２．０ｍｍを超えて大きくなり過ぎると酸化反応の集中が生じなくなるため、腐食形態が全面腐食となり、実使用条件下の塗膜欠陥部等に起因して生ずる腐食現象を精度良く再現できなくなる虞がある。以上、透水孔２ａとして断面が円形状の場合について説明したが、必ずしも断面が円形状の場合に限定されるものではない。
【００５４】
また、本発明に係る試験片を構成する上記遮蔽物としての樹脂シート２に設けられる透水孔２ａは１個以上設ければよいが、上限は、透水孔２ａ直下の塗装用鋼材１の表面から酸化反応を集中させ、局部腐食を生じさせるように所定の面積率を設定する必要がある。  そのためには、あまりに多くの透水孔２ａで酸化反応が発生しないように、樹脂シート２を通過する水分を制限する必要がある（すなわち、樹脂シート２に設けられる透水孔２ａの面積率が大きくなり過ぎないようにする必要がある）。具体的には、５０ｍｍ×５０ｍｍの大きさの樹脂シート２の任意の領域に透水孔２ａの面積率が３０％以下にすることにより、効果的に上記酸化反応を集中させることができる。樹脂シート２の厚さｔは、腐食試験中の何らかの外乱による樹脂シート２の破損防止、および作業性（樹脂シート２への透水孔２ａの加工や塗装用鋼材１と透水孔２ａを有した樹脂シート２との密着のしやすさ）の観点から０．０５〜２．０ｍｍとするのが好ましい。
【００５５】
また、樹脂シート２に設けられる透水孔２ａは全体に一定の面積率で設ける必要はなく、試験片の腐食をさせる部位、水素を侵入させる部位を設定してその部分に透水孔が当たるように設ければ良い。例えば、破断部位を確認したい場合は、透水孔を少なくして、腐食ピットの形成を限定することにより確認することが可能である。
【００５６】
なお、本発明では透水孔の位置を制御することにより、塗装を施す必要はないが、樹脂シート２を設けない部分や、あるいは樹脂シート２の上に、透水しない同じ樹脂シートを貼り付けたり別の樹脂を塗ることや貼り付けることを妨げるものではない。
【００５７】
本実施形態においては、試験片を例えばＪＡＳＯ  Ｍ  ６０９−９１で規格された腐食サイクル（ＪＡＳＯ−ＣＣＴ）の腐食環境に供する例について説明したが必ずしもこれに限定されるものではなく、自動車鋼板の外観腐食試験として規格化された例えば米国自動車技術会の規格ＳＡＥ  Ｊ２３３４等の腐食サイクルを用いることもできる。このような規格に基づいて、複合サイクル試験機を使用し、温度、湿度、噴霧する塩分濃度を適宜調整すれば良い。また、応力を付与する方法は、上記腐食環境に供し、所定期間経過後に応力を付与しても、腐食環境に供しながら応力を付与しても良く、応力の付与の仕方も、一定応力あるいは一定歪みに保持しても、応力上限下限を設定してサイクルさせる方法でも、いわゆるＳＳＲＴと言われる低歪み引張でもよく、必ずしも特定なものに限定されるものではない。
【実施例２】
【００５８】
上述した図１に示すような構成の試験片を用いて、耐腐食疲労性評価試験を実施した。塗装用鋼材１としては、懸架ばね用鋼として代表的なＳＵＰ７を用いた。このＳＵＰ７をφ１３．５ｍｍに熱間圧延し、φ１２．５ｍｍに冷間引き抜きし、ついで焼入れ加熱温度を９３０℃にし、加熱後７０℃に油焼入れし、４００℃にて１時間焼戻した後に機械加工にて長さ１００ｍｍに切り出し、φ８ｍｍに切削した。その後、長さ中央に径φ４．０ｍｍ、長さ２０ｍｍの平行部を切削加工し、両端に引張治具に合わせたねじを加工し、さらに表面をエメリー紙＃８００まで研磨して塗装用鋼材１のベースとした。
【００５９】
その後、塗装用鋼材１に対して、表２に示すような直径Ｄの透水孔２ａを１ｍｍ間隔に１列のみ設けた樹脂シート２（材質は、アクリル系またはテトラフルオロエチレン系の２種類）を長さに平行に透水孔が並ぶように、所定の密着力で、試験に供しないねじ部を除いて全面に貼付し試験片（試験Ｎｏ．１１〜２０）とした。これらの試験片をＪＡＳＯ  Ｍ  ６０９−９１で規格された腐食サイクル（ＪＡＳＯ−ＣＣＴ）に７日間供した後、クロスヘッドスピード２μｍ／分にて、ＳＳＲＴ試験を実施し、破断させた。破断後の破面位置を調査し、透水孔位置で破断したものを○として評価した（表２参照）。
【実施例３】
【００６０】
実施例２で説明したものと同様の試験片をＴＳ２０００ＭＰａの８０％にあたる１６００ＭＰａを付与した上で、ＪＡＳＯ  Ｍ  ６０９−９１で規格された腐食サイクル（ＪＡＳＯ−ＣＣＴ）を実施し、破断させた。破断後の破面位置を調査し、透水孔位置で破断したものを○として評価した（表２参照）。
【００６１】
その結果、実施例２、３の試験Ｎｏ．１１〜２０のいずれとも、透水孔位置にて破断した。このように、塗装用鋼材に実際に塗装前処理及び塗装を行なうことなく、塗装用鋼材表面に実使用条件と相関性の高い擬似塗膜欠陥部を有した遮蔽物を簡便に設けることができ、かつ実使用条件下の塗膜欠陥部等に起因して生ずる腐食現象を精度良く再現して、耐腐食疲労性の評価を行なうことが可能であることが判明した。
【００６２】
【表２】
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【符号の説明】
【００６３】
１  塗装用鋼材
２  樹脂シート
２ａ  透水孔
３、４、５  腐食ピット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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